JP4003486B2 - 熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみ等のごみを熱分解ガス化処理するようにした間接加熱式の熱分解ガス化炉のガス出口から排出される熱分解ガスの温度を制御するために用いる熱分解ガス温度制御方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
都市ごみ等のごみを熱分解ガス化するために用いられている間接加熱式の熱分解ガス化炉は、図3にその一例の概略を示す如く、耐火材を内張り、または、外部保温等をして放熱対策をした横長の外筒1を、一端側よりも他端側が低くなるように傾斜させて配置し、該外筒1の両端部の外周面に取り付けたリング状のタイヤ2を支持ローラ3にて支持させて回転できるようにし、且つ外筒1の一端側と他端側の両端に、支持台4にて固定支持された入口筒5と出口筒6とを、それぞれシール装置7を介して接続し、更に、上記外筒1内には、内筒8を同心状に収納させ、該内筒8と外筒1の間に加熱ガス9を流す加熱流路10を形成するように内筒8を支持装置13により外筒1に一体的に支持させて、外筒1と内筒8が一体で回転できるようにすると共に、上記内筒8の一端に接続した供給管11を上記入口筒5内に、又、内筒8の他端に接続した排出管12を上記出口筒6内にそれぞれ配置してガス化炉本体Iを構成するようにしてある。又、ガス化炉本体Iを構成する上記供給管11の内側には、給じん機としてのスクリューコンベヤ15の排出側を、上記入口筒5の外側より端面壁5aを貫通させて挿入配置し、上記スクリューコンベヤ15のごみ投入側の上部には、投入ホッパ16を設置し、該投入ホッパ16内に投入されたごみ14をスクリューコンベヤ15で搬送させて内筒8内に供給させるようにしてある。一方、出口筒6には、内筒8内で熱分解されて発生した熱分解ガス14aと熱分解残渣14bを分離して排出させる分離室19が接続されており、更に、供給管11と入口筒5との間及び排出管12と出口筒6との間に、それぞれメカニカルシールの如きシール装置20を備えて、入口筒5と供給管11との間及び出口筒6と排出管12との間を加熱流路10に連通させるようにし、又、出口筒6に設けた加熱ガス入口17には図示しない熱風発生炉からの加熱ガス供給管21が接続され、入口筒5に設けた加熱ガス出口18にはダンパ22及び循環用のファン23を備えた加熱ガス排出管24が接続され、ファン23の運転で加熱ガス供給管21を通して出口筒6内に流入させた加熱ガス9を、加熱流路10に流通させて入口筒5から加熱ガス排出管24へ流出させるようにすることにより、内筒8内に供給されたごみ14を、外熱により加熱、乾燥させて熱分解し、発生した熱分解ガス14aは、出口筒6部の排出管12内を通して分離室19に移した後、上部のガス出口25に接続された排ガス管26を通して排出させるようにし、又、金属類を含む熱分解残渣14bは、排出管12内を通して分離室19に移した後、下部から取り出すようにしてある。
【0003】
上記熱分解ガス化炉では、急激なごみ処理量変化やごみ質変化があると、分離室19の上部のガス出口25から排出される熱分解ガス14aの温度や分離室19の下部から取り出される熱分解残渣14bの発熱量が変化することになるので、これら熱分解ガス14aや熱分解残渣14bをプラント運転の燃料として使用している場合、プラント運転が不安定になってしまう。
【0004】
そのため、排ガス管26に温度検出器27を設置し、該温度検出器27で検出した熱分解ガス14aの温度を制御因子として、制御器28からの指令で、入口筒5の加熱ガス排出管24に設置されているダンパ22の開度を制御し、加熱流路10を流通する加熱ガス9の流量を調整することにより、ガス出口25から排出される熱分解ガス14aの温度が設定温度(たとえば、400〜450℃前後)となるように制御するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記熱分解ガス化炉の場合、ガス化炉本体Iでのごみの滞留時間が1時間以上もあるため、急激なごみ処理量変化やごみ質変化があると、ガス出口25から排出される熱分解ガス14aの温度は上記滞留時間分だけ遅れて急激に変化することになり、上記のようなガス出口25部でのガス温度のみを制御因子とした加熱ガス9の流量調整では、滞留時間分の応答遅れが出るため、安定運転復旧に長時間を要する問題がある。
【0006】
そこで、本発明は、急激なごみ処理量変化やごみ質変化があっても、滞留時間分の応答遅れの影響を受けることなく安定運転を継続することができるような熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、外筒と内筒との間の加熱流路に導入された加熱ガスによる外熱により内筒内のごみを熱分解ガス化してガス出口から排出させるようにする熱分解ガス化炉の上記ガス出口から排出される熱分解ガスの温度を検出して、該熱分解ガスの検出温度を基に上記加熱流路に流通させる加熱ガスの流量を調整することによりガス出口から排出される熱分解ガスの温度が設定温度となるように制御するようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置において、上記ガス出口の熱分解ガス温度と内筒自体の温度を検出して、該内筒の検出温度を上記熱分解ガスの検出温度に加味して加熱ガスの流量を調整させるようにするものである。
【0008】
熱分解ガスの検出温度を第1制御因子とし、内筒の検出温度を第2制御因子として採用すると、熱分解ガスの検出温度が設定温度範囲内にあっても、急激なごみ処理量等の変化により内筒の検出温度が標準温度範囲内から外れたときに、内筒の検出温度を標準温度に戻すように加熱ガスの流量を調整することにより、熱分解ガスの排出温度をフィードフォワード制御することができる。
【0009】
又、内筒の温度検出位置を、該内筒の長手方向中央部とすることにより、内筒全体の平均温度を検出することができ、制御の信頼性をより高めることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0011】
図1及び図2は本発明の実施の一形態を示すもので、図3に示したと同様に、ガス出口25から排出される熱分解ガス14aの温度を温度検出器27で検出して、該温度検出器27による熱分解ガス14aの検出温度を基に、制御器28からの指令で、加熱ガス排出管24のダンパ22に開閉指令を送って、外筒1と内筒8との間の加熱流路10に流通させる加熱ガス9の流量を調整することにより、熱分解ガス14aの温度が設定温度となるように制御できるようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御装置において、上記内筒8自体の温度を検出する温度検出器29を設け、且つ該温度検出器29による内筒8の検出温度を上記熱分解ガス14aの検出温度に加味して加熱流路10に流通させる加熱ガス9の流量を調整する指令を出力する機能を上記制御器28に具備させる。
【0012】
上記内筒8の温度を検出する温度検出器29の設置構造としては、図2に一例を示す如く、内筒8の長手方向中央部の外皮に一端を固定した熱電対30の他端を、外筒1を貫通させて外部へ突出位置させ、該熱電対30の他端を、外筒1の外周部に取付部材32により同心状に取り付けてリング状に形を保持させるようにしてある導線31に接続し、該導線31に検出端子29aを接触させるようにしてある。上記熱電対30の加熱流路10内に介在位置する部分は断熱材にて被覆してある。
【0013】
なお、図1において、図3と同一部分には同一符号が付してある。
【0014】
本発明においては、温度検出器27によるガス出口25部の熱分解ガス14aの検出温度を第1制御因子とし、温度検出器29による内筒8の検出温度を第2制御因子として、第1制御因子により加熱流路10に流通させる加熱ガス9の流量を調整する機能のほかに、第2制御因子によっても加熱流路10に流通させる加熱ガス9の流量を調整する機能を制御器28にもたせ、ガス出口25から排出される熱分解ガス14aの温度をフィードフォワード制御するようにする。
【0015】
詳述すると、熱分解ガス化炉の稼動時に、たとえば、導入される加熱ガス9の温度を550℃一定として、排出される熱分解ガス14aの設定温度範囲を400〜450℃とし、又、供給されるごみ14が通常状態のときの内筒8の中央部の標準温度が350℃前後であるとした場合において、温度検出器27で検出されたガス出口25部の熱分解ガス14aの温度が410℃であって、温度検出器29で検出された内筒8の中央部の温度が標準温度よりも低い300℃であるような場合、現時点では熱分解ガス14aの検出温度は設定温度範囲内ではあるが、ごみ14の滞留時間が経過した後は設定温度範囲よりも低下することが予想されるため、第2制御因子である温度検出器29の検出値に基づいて制御器28から加熱ガス排出管24のダンパ22に開調整指令を送って、加熱流路10に流通させる加熱ガス9の流量を増大させるように調整する。これにより、内筒8の温度を標準温度まで上昇させて熱分解ガス14aの検出温度が設定温度範囲内に保たれるように制御する。一方、温度検出器27で検出されたガス出口25部の熱分解ガス温度が設定温度範囲内にあるが、温度検出器29で検出された内筒8の温度が標準温度よりも高いような場合は、ごみ14の滞留時間が経過した後は、熱分解ガス14aの検出温度が設定温度範囲よりも高くなることが予想されるため、上記とは逆に、制御器28からダンパ22に閉調整指令を送って、加熱流路10に流通させる加熱ガス9の流量を減少させるように調整することにより、内筒8の温度を標準温度まで降下させて熱分解ガス14aの検出温度が設定温度範囲内に保たれるように制御する。
【0016】
急激なごみ処理量変化やごみ質変化があると、排出される熱分解ガス14aの温度よりも内筒8の温度の方が速く変化するので、上述したように、内筒8の温度を熱分解ガス14aの温度に加味したフィードフォワード制御を行うことにより、滞留時間分の応答遅れの影響を受けることなく安定運転を継続することができる。又、この際、内筒8の温度を、変動が平均化される長手方向中央部で検出するようにしているため、内筒8全体の平均温度を制御因子として用いることができ、制御の信頼性を高いものとすることができる。
【0017】
なお、内筒8の温度検出器29としては、図示のものに限られることなく、たとえば、熱電対から無線で信号を発するようにしたもの等を採用してもよく、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは、勿論である。
【0018】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
(1)外筒と内筒との間の加熱流路に導入された加熱ガスによる外熱により内筒内のごみを熱分解ガス化してガス出口から排出させるようにする熱分解ガス化炉の上記ガス出口から排出される熱分解ガスの温度を検出して、該熱分解ガスの検出温度を基に上記加熱流路に流通させる加熱ガスの流量を調整することによりガス出口から排出される熱分解ガスの温度が設定温度となるように制御するようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法及び装置において、上記ガス出口の熱分解ガス温度と内筒自体の温度を検出して、該内筒の検出温度を上記熱分解ガスの検出温度に加味して加熱ガスの流量を調整させるようにするので、熱分解ガスの検出温度が設定温度範囲内でも内筒の検出温度が標準温度から外れていると、加熱ガスの流量を調整することで、ごみの滞留時間分の応答遅れの影響を受けることなく、熱分解ガスの排出温度を設定温度範囲に保つことができて、安定運転を継続することができる。
(2)内筒の温度検出位置を、該内筒の長手方向中央部とすることにより、内筒全体の平均温度を制御因子として用いることができ、制御の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御装置の実施の一形態を示す概略図である。
【図2】内筒用の温度検出器の設置構造の一例を示す概略図である。
【図3】熱分解ガス化炉の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 外筒
8 内筒
9 加熱ガス
10 加熱流路
14 ごみ
14a 熱分解ガス
25 ガス出口
28 制御器
29 温度検出器
Claims (3)
- 外筒と内筒との間の加熱流路に導入された加熱ガスによる外熱により内筒内のごみを熱分解ガス化してガス出口から排出させるようにする熱分解ガス化炉の上記ガス出口から排出される熱分解ガスの温度を検出して、該熱分解ガスの検出温度を基に上記加熱流路に流通させる加熱ガスの流量を調整することによりガス出口から排出される熱分解ガスの温度が設定温度となるように制御するようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法において、上記ガス出口の熱分解ガス温度と内筒自体の温度を検出して、該内筒の検出温度を上記熱分解ガスの検出温度に加味して加熱ガスの流量を調整させるようにすることを特徴とする熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法。
- 内筒の温度検出位置を、該内筒の長手方向中央部とした請求項1記載の熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御方法。
- 外筒と内筒との間の加熱流路に導入された加熱ガスによる外熱により内筒内のごみを熱分解ガス化してガス出口から排出させるようにする熱分解ガス化炉の上記ガス出口から排出される熱分解ガスの温度を検出して、該熱分解ガスの検出温度を基に上記加熱流路に流通させる加熱ガスの流量を調整することによりガス出口から排出される熱分解ガスの温度が設定温度となるように制御するようにしてある熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御装置において、上記内筒自体の温度を検出する温度検出器を設け、且つ該温度検出器による内筒の検出温度を上記熱分解ガスの検出温度に加味して加熱ガスの流量を調整する指令を出力するようにした制御器を備えた構成を有することを特徴とする熱分解ガス化炉出口の熱分解ガス温度制御装置。
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